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Teoría
Por qué adaptar impedancias

Es muy probable que en multitud de ocasiones hayas oido la frase "adaptación de impedancias" cuando alguien se está refiriendo a un determinado aspecto de algún circuito o dispositivo electrónico, por ejemplo a la conexión de un equipo transmisor de radio con el sistema de antena, la conexión de un amplificador de sonido con sus correspondientes altavoces, la conexión de una etapa amplificadora a transistor con otra de similares características, etc...

Son muchos los que hablan de "adaptación de impedancias". Sin embargo, no son tantos los que saben exactamente de que se trata, por qué debe llevarse a cabo de manera cuidadosa y las consecuencias que se derivan de una adaptación de impedancias defectuosa.

En este artículo no vamos a profundizar sobre una determinada faceta de la adaptación de impedancias electrónica. Lo que pretendemos no es enseñarte a solucionar un problema concreto, por ejemplo el bajo rendimiento de tu transmisor de radio porque tu antena no está ajustada, o el calentamiento excesivo de tu equipo de sonido por no tener los altavoces adecuados. Más bien lo que queremos conseguir es que comprendas de que se trata y que tengas una idea clara y general sobre este tema.

Una vez que hayas leído este artículo entenderás a la perfección lo que significa y por qué ha de hacerse una "adaptación de impedancias" correcta en los equipos y dispositivos electrónicos que la requieran. Sigue leyendo, no te arrepentirás.

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Otros Temas Interesantes
Noticias
Cádiz, tacita de plata.

Normalmente no suelo pisar la playa en verano a partir de las 10 de la mañana. Sinceramente... no me gustan nada las grandes masas de personas, ni los lugares excesivamente concurridos y populosos. Mas bien soy amante del sosiego, la tranquilidad y la calma.

Es por eso que algunos fines de semana veraniegos como el de hoy, a eso de las 07:00 horas toca el despertador y mi mujer y yo nos ponemos en marcha si ambos hemos decidido de común acuerdo visitar el litoral.

Es una costumbre que tenemos desde hace años, aunque quizás para algunos no sea algo del todo agradable madrugar de esta manera los domingos. Para nosotros si lo és. Es más, nos encanta sobremanera.

Además, en pleno agosto y en la provincia donde resido es la única forma de dar un paseo por la playa, y un baño si cabe y apetece, sin que prácticamente nadie te esté incordiando ni acorralando.

Pero hoy ha sido especial. Ha sido especial porque el mar y el viento estaban en calma.

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Radioaficionados
Protección contra inversiones de polaridad

Una de las averías más comunes que nos podemos encontrar en las emisoras de radioaficionado es la inversión de polaridad. Dicha avería se produce al conectar el equipo inadvertidamente a la alimentación con las conexiones al revés, el cable de la entrada positiva (rojo) al electrodo negativo de la batería y el cable de la entrada negativa (negro) al electrodo positivo. Hay radioaficionados que, a pesar de las advertencias por parte del servicio técnico y para ahorrarse unos euros, conectan la emisora a una sola de las baterías (12V) de un vehículo dotado de dos unidades en serie (24V), en vez de utilizar la solución más apropiada que es un reductor de tensión de 24 a 12 voltios. Esto es una fuente constante de problemas tanto para la emisora como para las propias baterias del vehículo y puede propiciar una inversión de polaridad cuando alguien manipula dichas baterias sin desconectar previamente la emisora.

En este artículo vamos a estudiar los sistemas de protección contra inversiones de polaridad de que disponen tanto las emisoras de radioaficionado como muchos otros aparatos electrónicos, entre ellos los ordenadores portátiles por ejemplo, para evitar que el equipo en cuestión resulte dañado (o por lo menos reducir en lo posible el daño) ante un percance de este tipo, y su reparación práctica tomando como ejemplo una conocida emisora de radioaficionado averiada por esta causa. ¿Te interesa?.

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Miscelanea
Monitor para la batería del automóvil

Es curioso, pero la verdad es que a todos nos ha pasado alguna vez lo mismo. Nos levantamos una mañana de frio invierno, con prisas porque tenemos el tiempo justo para llegar al trabajo (el que tenga esa suerte). Introducimos la llave de contacto de nuestro auto y la giramos. ¡SORPRESA!... el motor de arranque no voltea o lo hace con desgana.

El coche no furula, no arranca... Entonces algunos manifestamos nuestro enfado en un idioma desconocido, emitiendo ciertos sonidos guturales como.... "Grrrrrrrrr!!!!!". Otros, algo más "expresivos", comenzamos a lanzar por nuestra boquita ciertos vocablos malsonantes, dirigidos sobre todo hacia nuestro sufrido auto que ya tiene, como poco, cinco o seis años.

Sin embargo, esta situación la podríamos haber evitado si hubieramos tenido instalado el circuito que describimos en el presente artículo. Se trata de un simpático piloto de color rojo que nos avisará antes de tiempo de que ha llegado la hora de sustituir la batería de nuestro coche.

Si has leido los dos primeros artículos de la sección "Básico" estamos seguros que no vas a tener problemas para asimilar lo que sigue. ¡Vamos allá!

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Práctica
Cálculo de circuitos con diodos LED

Casi todo el mundo sabe de que se trata cuando se habla de diodos LED, esos pequeños componentes electrónicos que tienen la facultad de iluminarse cuando son atravesados por una corriente eléctrica. Además de que algunos modelos pueden llegar a desarrollar un considerable nivel lumínico el gasto energético que ocasionan es muy pequeño, por lo que en la actualidad ya han aparecido infinidad de lámparas domésticas basadas en ellos para casi todo tipo de aplicaciones.

Sin embargo, y centrándonos en los diodos LED estándar de 3 y de 5 milímetros usados en electrónica, muchos son los que se preguntan como se conectan a una pila o a una fuente de alimentación, quizás para usarlo como testigo de funcionamiento de algún equipo, o para hacer algún trabajo manual del colegio.

Hemos oido comentarios de todo tipo al respecto. Algunos dicen que el LED se conecta a la pila sin más, ya que piensan que funcionan con un determinado voltaje, algo parecido a las lamparitas de las linternas. Otros piensan que hay que poner dos o tres diodos más en serie, porque de lo contrario pueden "fundirse". Algunos no concretan y dicen que además del diodo LED y la pila o batería, el circuito debe de incorporar algún otro componente que lo proteja. ¿Que crees tu?.

El presente artículo tratará de arrojar luz sobre este tema, el cual en muchas ocasiones no está claro en la mente de algunos.

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Teoría
El puente de Wien (II)

Segundo y definitivo artículo sobre este particular circuito electrónico.

Una vez que hemos analizado a fondo el puente de Wheatstone en el post anterior, el siguiente paso es abordar de lleno el funcionamiento y los detalles del puente que le ha dado nombre a estos artículos, es decir, el puente de Wien.

Si aún no has leido el primero te aconsejamos que lo hagas antes de abordar este, ya que en aquel se dan las pautas y se sientan las bases necesarias para llegar a entender el funcionamiento de este circuito.

Allí vimos como conseguir equilibrar el puente eligiendo apropiadamente el valor de las resistencias que lo forman, usando una fuente de corriente continua. También pudimos comprobar que el puente de Wheatstone puede funcionar y equilibrarse además con una fuente de corriente alterna.

Partiendo de este último detalle, vamos a continuar ahora estudiando como es posible llevar al equilibrio a este nuevo puente, el puente de Wien. Pasa dentro, por favor.

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Noticias
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Medidor de campo para Banda Ciudadana (27 MHz)

Justo hace ahora cuatro años publicamos en nuestro blog un artículo titulado "Medidor de campo sencillo". Se trataba de un pequeño dispositivo con el que podíamos evaluar el nivel de un campo electromagnético de una amplia gama de frecuencias, al usarse un diseño aperiódico exento de circuitos de sintonía.

Debido en parte a esta última particularidad, la sensibilidad del aparato no era precisamente una de sus mejores características aunque, eso si, cumplía perfectamente su cometido y permitía el ajuste de una gran diversidad de equipos transmisores. No obstante, en algunos casos se echaba de menos la mencionada falta de sensibilidad.

En este artículo os presentamos otro modelo de medidor de campo, en esta ocasión para la Banda Ciudadana (27 MHz), aunque mediante un ligero ajuste puede usarse entre 26 y 30 MHz. Su sensibilidad es bastante superior a la del primero.

Además tiene la posibilidad de poder usarse en otras gamas de frecuencia mediante el intercambio de la bobina de sintonía. ¿Te interesa?.

Aunque más elaborado que el primero, el esquema de este circuito no es en absoluto complicado. La señal, nada más ser captada por la antena, es discriminada por el condensador C1, el cual hace las veces de filtro paso-alto dejando pasar solo las frecuencias superiores y poniendo freno a las más bajas.

Medidor de campo para CB 27MHz

De esta manera nos aseguramos que al circuito de sintonía no le lleguen frecuencias por debajo de la gama asignada, las cuales podrían interferir en el buen funcionamiento del dispositivo.

La señal a evaluar llega al circuito tanque de sintonía, el cual se encarga de recoger e introducir en el circuito solo las que estén dentro de la Banda Ciudadana, es decir, dentro de la banda de 27 MHz para la que ha sido ajustado.

Seguidamente, la señal sintonizada es detectada por el diodo de germanio D1, del tipo OA90 o similar, obteniendose en el extremo "vivo" de C3 una tensión continua positiva proporcional al nivel de la señal recibida. El condensador C3 se encarga además de derivar a masa los restos de RF presentes y el potenciómetro P1 hace las veces de control de sensibilidad del instrumento.

La tensión obtenida deberá atravesar un nuevo filtro constituido por R1 y C6 y finalmente es aplicada entre la base y el emisor del primer transistor T1, un NPN del tipo BC546, el cual la amplifica adecuadamente. Cuanto más elevada es esta tensión base-emisor más conduce T1 lo que eleva la caida de tensión en su resistencia de colector R3 al circular por ella una intensidad de corriente mayor.

Esta caida de tensión en R3 polariza directamente la unión base-emisor de T2 a través de R4. En esta ocasión el transistor es un PNP del tipo BC546, y al aumentar su tensión base-emisor lo hace conducir más, lo que provoca una mayor caida de tensión en su resistencia de carga de colector R6. La resistencia de emisor R5 tiene la misión de evitar derivas térmicas y estabilizar el punto de trabajo de este transistor.

El circuito compuesto por R5, T2 y R6 por un lado y R8 y P2 por otro, forma un puente de Wheatstone cargado por el microamperímetro y R7 a modo de "shunt".

En principio, y cuando no se recibe ninguna señal, el mencionado puente se encuentra perfectamente equilibrado mediante el ajuste de P2, lo que mantiene la aguja del instrumento en la posición más baja, es decir, en su posición CERO. Pero al aumentar la caida de tensión en R6, debido a que el medidor está recibiendo una señal, el puente se desequilibra ya que el extremo superior de esta última resistencia se torna más positivo. Este cambio es reflejado por el microamperímetro, el cual desplaza su aguja proporcionalmente al nivel de la señal recibida.

Es conveniente usar un microamperimetro con una buena sensibilidad, por ejemplo de 50μA a fondo de escala. Esto hará que nuestro instrumento pueda detectar desequilibrios del puente muy débiles y contribuirá a una mayor sensibilidad global del dispositivo.

La bobina del circuito de sintonía se fabrica devanando 12 espiras juntas de hilo de cobre esmaltado de 1mm en un soporte de 6mm de diámetro con núcleo de ferrita. Modificando la posición del núcleo podrá ajustarse la frecuencia del medidor entre 26 y 30 MHz. Para usarlo en otras bandas se han de calcular los valores de la bobina y del condensador C2 montado en paralelo con ella.

Como antena puede usarse una telescópica de las normalmente usadas en los receptores comerciales de FM. Si se desea obtener la máxima sensibilidad será conveniente que su longitud sea suficientemente generosa.

PROCEDIMIENTO DE AJUSTE

Poner a punto este medidor de campo es muy sencillo. En primer lugar se ha de equilibrar el puente de Wheatstone. Para ello es preciso que en ese momento no se esté recibiendo ninguna señal en antena, por lo que se ha de colocar el potenciómetro P1 en su posición de mínima sensibilidad, o sea, girado completamente a la izquierda. Si se está usando una antena telescópica es mejor mantenerla recogida.

Conectar ahora el interruptor (queremos pensar que la pila está en su sitio) y mediante el ajuste de P2 se ha de conseguir que la aguja del microamperímetro esté totalmente a la izquierda marcando el CERO.

Una vez equilibrado el puente se ha de ajustar la frecuencia de trabajo. La realización de este ajuste dependerá de si se hace o no con un generador de R.F. patrón. Si se posee este instrumento vamos a suponer que su dueño sabe usarlo, por lo que no vamos a dar indicaciones sobre ello.

Si no se dispone de generador de R.F. puede usarse como frecuencia patrón la que obtenemos mediante un walkie o una emisora de CB. Al tratarse de un ajuste poco crítico no tendremos ningún problema para realizarlo de la siguiente manera.

Extender la antena de nuestro medidor de campo y colocar el potenciómetro P1 totalmente girado a la derecha (máxima sensibilidad). Si el medidor se va a usar en 27 MHz (Banda Ciudadana) se recomienda usar para este ajuste su frecuencia central, la cual se situa justo en el canal 19 (27.185 KHz). Por lo tanto, seleccionar este canal en el walkie y pulsar el PTT del mismo para emita su correspondiente señal.

A partir de ahora tenemos que conseguir la máxima desviación de la aguja del microamperímetro ajustando el núcleo de la bobina de nuestro medidor de campo. Si no conseguimos que la aguja se mueva tendremos que acercar la antena del walkie a la del medidor.

Conforme vayamos ajustando el núcleo de la bobina la aguja irá subiendo. Cuando esta llegue al final de su escala iremos reduciendo la sensibilidad del medidor mediante el potenciómetro P1 para bajarla de nuevo y continuaremos ajustando el núcleo de la bobina para que la aguja suba otra vez. Si es necesario alejaremos las antenas entre sí e iremos recogiendo la telescópica para reducir la señal que recibe el medidor. Actuaremos de esta manera varias veces hasta conseguir la máxima desviación de la aguja con la mínima sensibilidad del dispositivo.

Una vez conseguido lo anterior tendremos perfectamente ajustado nuestro instrumento para darle un uso adecuado. Te dejamos un video en el cual podrás ver con detalle el funcionamiento de este aparato.

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Esperamos que hayas disfrutado leyendo esta información. Nos vemos de nuevo aquí, en Radioelectronica.es, tu punto de encuentro.

 
C O M E N T A R I O S   
RE: Medidor de campo para Banda Ciudadana (27 MHz)

#3 Edgar » 18-08-2017 01:50

Excelente artículo, gracias y un abrazo

RE: Medidor de campo para Banda Ciudadana (27 MHz)

#2 Departamento Técnico » 12-07-2017 07:52

Cito a Rubén González Rodríguez:
Cuál es la utilidad de los condensadores C4 y C5 en este circuito?

Son los clásicos condensadores de filtro.
C5 de 100μF estabiliza la tensión ante los picos de consumo más elevados, sobre todo cuando la pila está próxima a agotarse.
C4 de 4n7 se encarga de tirar a masa la R.F. que haya podido llegar hasta la linea de alimentación. Este condensador ofrece una menor impedancia a las altas frecuencias que el electrolítico C5.

RE: Medidor de campo para Banda Ciudadana (27 MHz)

#1 Rubén González Rodríguez » 12-07-2017 07:30

Cuál es la utilidad de los condensadores C4 y C5 en este circuito?

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